土石坝设计计算说明书

土石坝设计计算说明书专业：水利水电建筑工程指导老师：李培班级：水工1303班姓名：王国烽学号：1310143成绩评定：2015年10月-1-目录一、基本材料.................................................................................................................21.1水文气象资料..................................................................................................................21.2地质资料..........................................................................................................................21.3地形资料................................................................................................................21.4工程等级..........................................................................................................................21.5建筑材料情况..................................................................................................................2二、枢纽布置.................................................................................................................3三、坝型选择.................................................................................................................4四、坝体剖面设计..........................................................................................................54.1坝顶高程计算..................................................................................................................64.1.1正常蓄水位..............................................................................................................64.1.2设计洪水位.....................................................................................................74.1.3校核洪水位..............................................................................................................84.2坝顶宽度..........................................................................................................................94.3坝坡..................................................................................................................................9五、坝体构造设计........................................................................................................105.1坝顶................................................................................................................................105.2上游护坡........................................................................................................................105.3下游护坡........................................................................................................................105.4防渗体............................................................................................................................105.5排水体............................................................................................................................115.6排水沟............................................................................................................................11-2-一、基本资料1.1水文气象资料吹程1km，多年平均最大风速20m/s，流域总面积2971km2。上游地形复杂，沟谷深邃，植被良好，森林分布面广，为湖北主要林区之一。1.2地质资料河床砂卵砾石最大的厚度达23m。两岸基岩裸露，支局不存在有1~8m厚的残坡积物。在峡谷出口处的左岸山坡，存在优厚1~30m，方量约150万m3的坍滑堆积物，目前处于稳定状态。1.3地形资料坝址位于古洞口峡谷段，河谷狭窄，呈近似“V”型，河面宽60~90m。1.4工程等级本工程校核洪水位以下总库容1.38亿m3，正常蓄水位325m，相应库容1.16亿m3，装机容量3.6万kw，设计洪水位328.31m，校核洪水位330.66m，河床平均高程240m。混凝土面板堆石坝最大坝高120m。根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003的规定，本工程为二等大（2）型工程。1.5建筑材料情况坝址附近天然建筑材料储量丰富。砂砾料下游勘探储量318.5万m3，石料总储量21.86万m3，各类天然建筑材料的储量和质量基本都能满足要求。-3-二、枢纽布置1、枢纽中的泄水建筑物应能满足工程需要的运用条件和要求。建筑物运用应灵活可靠，其泄洪能力应满足宣泄设计洪水、校核洪水要求，并应满足水库排沙、排污和排冰的要求。2、泄水建筑物的布置和结构型式，应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小和防砂要求等综合比较后选定。可采用开敝式溢洪道和隧道。在地形有利的坝址，宣以开敝式溢洪道为主要泄洪建筑物。在布置开敝式溢洪道确有困难时，也可采用进口为开敝式，下接明流隧洞（溢洪洞）的形式。3、泄水和引水建筑物进、出口的边坡应是稳定的。其附近的坝坡和岸坡，应有可靠的防护措施。出口应采取妥善的消能措施，并应使消能后的水流离开坝脚一定距离。4、泄水建筑物宜布置在岸边岩基上。对高、中坝不应采用布置在软基上的坝下埋管型式。低坝采用软基上埋管时应进行论证。在地震区的坝，采用坝下埋管时应按DL/T573的有关规定执行。-4-二、坝型选择坝型，就是按坝体材料、结构及传力方式、泄洪方式、施工方法等划分的不同大坝类型。按坝体材料划分，有土石坝、混凝土坝、砌石坝等；按结构受力方式划分，有土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝、空腹坝、闸坝等；按泄洪方式划分，则有溢流坝、非溢流坝；按施工方法划分，有碾压土石坝、碾压混凝土坝、浇筑式混凝土坝等。坝型选择是指确定坝型的论证工作，一般通过坝型比选工作来完成。坝型选择应综合考虑下列因素，经技术经济比较确定：1、坝址区河谷地形、坝址基岩、覆盖层特征及地震烈度等基本地形地质条件。2、筑坝材料种类、性质、数量、位置和开采运输条件，以及枢纽建筑物开挖渣料的利用。3、施工导流、施工进度与分期、填筑强度、气象条件、施工场地、运输条件和初期度汛等施工条件。4、坝高:高坝宜研究比较心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝；低坝多采用均质坝。5、枢纽布置、坝基处理以及坝体与泄水、引水建筑物等连接。6、运行条件：如对渗漏水量要求，上、下游水位变动情况，分期建设等。7、大坝及枢纽的工程量、工期和造价。一级、二级低坝与三级及其以下的中坝，经过论证可采用土工膜防渗体。坝轴线较长的土石坝根据地形、地质及料场的具体条件，可分段采用不同坝型，在坝型变化处应设置渐变段。考虑坝址区地形地质条件、交通条件、气候条件、防渗土料特性及工程投资等因素，有竞争力的为人工材料面板坝和心墙坝堆石坝坝壳两种坝型。经综合比较，人工材料面板坝方案枢纽布置紧凑灵活，各建筑物相互施工干扰小，工期保证率高、投资较小。经综合比选最终选择采用人工材料面板坝坝型。-5-四、坝体剖面设计4.1坝顶高程计算如题已知：坝高的计算，分别取正常水位，设计洪水位，校核洪水位计算取大值坝顶超高的确定，h=R+e+A波浪平均爬高：LhmKKw221R2风壅高度e按公式cos2KW2mgHDe计算,二级坝采用多年平均最大风速的1.5倍爬高：LhmKKw221R2K—斜坡的粗糙率渗透系数，根据护面的类型查表m—单坡的坡度系数，若单坡坡角为α,则m=cosαwK—经验系数2h·2L——平均波高和波长，km,采用宫厅水库公式计算宫厅水库公式:2h=0.0166V5/4D1/3;2L=10.4(2h)0.8糙率渗透性系数K护面类型K护面类型K光滑不透水护面（沥青混凝土）1.0砌石护面0.75~0.80混凝土板护面0.9抛填两层块石（不透水基础）0.60~0.65草皮护面0.85~0.9抛填两层块石（透水基础）0.50~0.55经验系数KWghv0≦11.52.02.53.03.54.05.0WK11.021.081.161.221.251.281.33-6-初步拟定坝体采用人工材料面板坝，即m的取值为1:1.40~1:1.70，取m=1.50。4.1.1正常蓄水位1693.02403258.920gV0H得Kw=1；K=0.9;V=20m/s正常运用情况下采用多年平均的1.5倍;D=1km;H=85；A=13145V0166.0h2D=1.1658.024.10L2h=7.837LhmKKw221R2837.7165.15.1119.02